JP2010004708A - 駆動装置 - Google Patents

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Takeshi Hirayama
剛 平山
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フジノン株式会社
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Abstract

【課題】電気機械変換素子を確実に収縮させることができる駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置1は、圧電素子5と、圧電素子5の伸縮方向一端に取り付けられた駆動軸6と、駆動軸6に摩擦係合されたレンズ枠と、圧電素子5に導電性接着剤8で電気的に接続され該圧電素子5に駆動信号を伝送するFPC7と、を備えている。この駆動装置1では、FPC7の表面7aが伸縮方向と平行になるように、表面7a上に圧電素子5が配置されている。そして、圧電素子5が配置された部分のFPC7の伸縮方向の幅が、圧電素子5の最も縮んだ際の伸縮方向の長さより短くされている。よって、駆動軸6と圧電素子5との接続面において駆動軸6の面が圧電素子5の面よりも大きい場合や、圧電素子5の他端に錘11が取り付けられた場合でも、駆動軸6や錘11とFPC7とが互いに干渉することが少ない。
【選択図】図4

Description

本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆
動するのに好適な駆動装置に関する。

従来の駆動装置としては、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような駆動装置では、電気機械変換素子にプリント基板が導電性接着剤で電気的に接続され、電気機械変換素子に駆動信号が伝送される。なお、プリント基板については、例えば特許文献2に開示されている。ちなみに、本出願人は、プリント基板を電気機械変換素子の伸縮方向に平行に取り付けた駆動装置について、特願2008−087136号として既に特許出願している。
特開2006−311794号公報 特開2007−274777号公報

しかしながら、上述したような駆動装置では、例えば、伸縮方向におけるプリント基板の長さが長いと、次の問題がある。すなわち、駆動部材と電気機械変換素子との接続面において駆動部材の面が電気機械変換素子の面よりも大きい場合、電気機械変換素子の収縮によって駆動部材がプリント基板と干渉してしまうおそれがある。また、電気機械変換素子の他端に錘部材を取り付けた場合、電気機械変換素子の収縮によって錘部材がプリント基板と干渉してしまうおそれがある。よって、電気機械変換素子の収縮が阻害されるという問題がある。

そこで、本発明は、電気機械変換素子を確実に収縮させることができる駆動装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子に導電性接着剤で電気的に接続され、電気機械変換素子に駆動信号を伝送するプリント基板と、を備え、電気機械変換素子は、伸縮方向とプリント基板の表面とが平行になるように該表面上に配置され、電気機械変換素子が配置された部分のプリント基板の伸縮方向の幅は、電気機械変換素子の最も縮んだ際の伸縮方向の長さより短いことを特徴とする。

この駆動装置では、電気機械変換素子が配置された部分のプリント基板の伸縮方向の幅は、電気機械変換素子の最も縮んだ際の伸縮方向の長さより短い。よって、例えば、駆動部材と電気機械変換素子との接続面において駆動部材の面が電気機械変換素子の面よりも大きい場合や、錘部材等が他端に取り付けられた場合でも、駆動部材や錘部材等とプリント基板とを干渉させることなく電気機械変換素子を確実に収縮させることができる。

ここで、伸縮方向における電気機械変換素子の他端に取り付けられた錘部材をさらに備えることが好ましい。この場合、電気機械変換素子の他端側が一端側よりも大きく変位することを防止できる。

また、プリント基板は、ベースと、ベースの表面に設けられ伸縮方向と交差する方向に対向する一対の配線部と、配線部を覆うように設けられた被覆層と、を有し、被覆層は、導電性接着剤が配置される領域が除去されていると共に、電気機械変換素子とベースとの間にて一対の配線部に架け渡された部分を含むことが好ましい。この場合、一対の配線部に架け渡された被覆層の部分に電気機械変換素子が配置されることになる。よって、被覆層が電気機械変換素子を支持する支持部材として機能し、電気機械変換素子が傾くのを抑制することができる。特に、上述したように、伸縮方向においてプリント基板の両端部が電気機械変換素子の両端部の内側に位置していると、電気機械変換素子が不安定になり易いため、電気機械変換素子が傾くのを抑制する上記効果は有効である。

また、被駆動体は、具体的には、レンズ枠とレンズとを含んで構成されている場合がある。

本発明に係る駆動装置によれば、電気機械変換素子を確実に収縮させることが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図
において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図1は、本発明に係る駆動装置の一実施形態の断面図であり、図2は、図1のII−II線に沿っての断面図である。図1,2に示されるように、駆動装置1は、レンズ枠(被駆動体)2が保持するレンズ3を光軸OAに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。

駆動装置1は、駆動装置1の外囲を構成するホルダ4内に、圧電素子(電気機械変換素子)5、駆動軸(駆動部材)6、フレキシブルプリント基板(プリント基板)7及び錘11を備えている。

圧電素子5は、光軸OAに平行な伸縮方向(以下、単に「伸縮方向」という)に沿って伸縮する。圧電素子5の対向する側面5a,5aは、ホルダ4に固定された弾性部材12に挟持され保持されている。これにより、圧電素子5がホルダ4に弾性支持される。駆動軸6は、伸縮方向に沿って延在している。駆動軸6は、その端面の一部が伸縮方向における圧電素子5の一端面5bに接着剤で固定されている。つまり、駆動軸6は、軸方向と直交(交差)する断面の面積が、一端面5bよりも大きくなっている。駆動軸6は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。

また、駆動軸6の一端部は、ホルダ4が有する仕切部41に形成された軸受穴41aに隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸6の他端部は、ホルダ4が有する仕切部42に形成された軸受穴42aに隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸6は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。なお、ホルダ4には、開口部4aが形成されており、開口部4aは、着脱自在なホルダカバー13によって覆われている。

この駆動軸6には、仕切部41,42によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠2の係合部21が摩擦係合されている。図3は、図1のIII−III線に沿っての断面図である。図3に示されるように、係合部21のV溝21a内に固定された断面V字状の板部材22と、係合部21に係止された板バネ23で板部材22側に付勢された断面V字状の板部材24とが駆動軸6を挟持している。これにより、係合部21は、その移動の際に駆動軸6との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。

図1,2に戻り、フレキシブルプリント基板(Flexible printedcircuit board:以下、「FPC」という)7は、伸縮方向と略直交する方向に延在するテープ状を呈しており、その表面7a上に圧電素子5が配置されている。このFPC7は、圧電素子5に導電性接着剤8で電気的に接続されると共に、駆動回路(不図示)に電気的に接続されている。これにより、FPC7は、圧電素子5を駆動するための電気信号である駆動信号を駆動回路から圧電素子5に伝送する。導電性接着剤8としては、例えば、70重量%の銀粒子と20重量%のエポキシ樹脂とを含む熱硬化型接着剤が用いられている。

錘11は、その一部が伸縮方向における圧電素子5の他端面5cに取り付けられている。つまり、錘11の軸方向と直交(交差)する断面の面積が、他端面5cよりも大きくなっている。この錘11は、圧電素子5の他端側に負荷を与えることで、圧電素子5の他端側が一端側よりも大きく変位することを防止する。ここでの錘11としては、圧電素子5の伸縮を効率よく駆動軸6側に伝えるため、駆動軸6よりも重いものが好ましい。なお、例えば錘11の他端側をホルダ4又はホルダカバー13に固定することで圧電素子5を支持すれば、弾性部材12は不要となる。

ここで、上述した圧電素子5及びFPC7について、詳細に説明する。

図4は図1の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図、図5は図1の駆動装置の圧電素子周辺の平面図、図6は図5のVI−VI線に沿っての概略端面図である。図4,5に示されるように、圧電素子5は、FPC7の表面7aと伸縮方向とが互いに平行になるようにFPC7の表面7a上に配置されている。

圧電素子5が配置された部分のFPC7の伸縮方向の幅は、圧電素子5の最も縮んだ際の伸縮方向の長さより短くされている。つまり、圧電素子5は、その伸縮方向における長さがFPC7の伸縮方向における長さよりも長く、その伸縮方向における両端部がFPC7に対して伸縮方向外側に突出している。換言すると、FPC7は、その伸縮方向における長さが圧電素子5の伸縮方向の長さに対し短く、その伸縮方向における両端部が、圧電素子5の両端部の内側に位置している。

図6に示されるように、FPC7は、ベース9、配線部10及びカバーレイ(被覆層)15を備え、これらは、裏面7bから表面7aに向かう方向にこの順で配置されている。配線部10は、例えば銅等の金属で形成され、第1の配線部10a及び第2の配線部10bを有している。図6に示すように、配線部10a,10bは、ベース9の表面9aに設けられている。カバーレイ15は、ベース9の表面9a側を保護するものであり、配線部10a,10bを覆うように設けられている。

これらの配線部10a,10bの先端側は、伸縮方向と直交する方向に延在すると共に、互いに対向している(図5参照)。また、配線部10a,10bの対向する対向部(先端部)には、端子部18a,18bがそれぞれ設けられている。端子部18a,18bは、導電性接着剤8を塗布して配線部10a,10bと圧電素子5とを互いに電気的に接続する部分である。端子部18a,18bのそれぞれでは、カバーレイ15が除去され配線部10a,10bが露出している。一方、端子部18a,18b間には、カバーレイ15が残存している。具体的には、カバーレイ15は、配線部10a,10bに架け渡された部分である配線部間カバーレイ(被覆層)15aを含んでいる。

このFPC7では、配線部間カバーレイ15aに圧電素子5が配置されている。そして、FPC7の表面7aと圧電素子5の側面5aとで構成される角部を閉塞するように導電性接着剤8が塗布されている。これにより、FPC7と圧電素子5とが互いに接着されると共に、配線部10a,10bのそれぞれと圧電素子5の電極とが端子部18a,18bを介して互いに電気的に接続されている。

以上に説明した駆動装置1においては、圧電素子5に駆動信号が入力され、その駆動信号の入力により圧電素子5が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸6が往復動する。このとき、圧電素子5の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸6が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部21、ひいてはレンズ枠2が所望の方向へ移動させられる。

ここで、駆動装置1では、上述したように、圧電素子5の一端面5bが該一端面5bよりも大きい駆動軸6の端面に取り付けられ、圧電素子5の他端面5cが該他端面5cよりも大きい錘11の面に取り付けられている。この場合、従来の駆動装置1では、圧電素子5の収縮によって、圧電素子5と駆動軸6とが互いに干渉したり、圧電素子5と錘11とが互いに干渉したりする場合がある。これに対し、駆動装置1では、圧電素子5が配置された部分のFPC7の伸縮方向の幅が、圧電素子5の最も縮んだ際の伸縮方向の長さより短くされている。よって、圧電素子5と駆動軸6及び錘11とを互いに干渉させることなく圧電素子5を確実に収縮させることができる。

また、駆動装置1では、上述したように、カバーレイ15が、圧電素子5とベース9との間にて配線部10a,10bに架け渡された配線部間カバーレイ15aを含んでいる。そして、この配線部間カバーレイ15に圧電素子15が配置されている。そのため、圧電素子5を支持する支持部材(いわゆる置き台)として配線部間カバーレイ15aを機能させ、圧電素子5が傾くのを抑制することができる。特に、駆動装置1では、伸縮方向においてFPC7の両端部が圧電素子5の両端部の内側に位置することから、圧電素子5が不安定になり易いため、上記効果、すなわち圧電素子5が傾くのを抑制するという効果は有効である。

さらに、この配線部間カバーレイ15aは、塗布された導電性接着剤8が配線部10a,10b間を流通するのを防止する仕切りとなる。よって、配線部10a,10bの短絡(ショート)を防止することが可能となる。特に、圧電素子5の小型化に伴い、配線部10a,10b間が狭くなっているため、導電性接着剤8が配線部10a,10b間を流通するのを防止する上記効果は、顕著である。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態は、プリント基板をFPC7としたが、プリント基板は、いわゆるリジット基板であってもよい。また、上記実施形態では、被駆動体としてレンズ枠2を駆動したが、レンズ枠2以外の被駆動体を駆動してもよい。

本発明に係る駆動装置の一実施形態の断面図である。 図1のII−II線に沿っての断面図である。 図1のIII−III線に沿っての断面図である。 図1の駆動装置の圧電素子周辺を示す斜視図である。 図5の駆動装置の圧電素子周辺を示す平面図である。 図5のVI−VI線に沿っての概略端面図である。

符号の説明

1…駆動装置、2…レンズ枠(被駆動体)、5…圧電素子(電気機械変換素子)、6…駆動軸(駆動部材)、7…フレキシブルプリント基板(プリント基板)、8…導電性接着剤、7a…表面、9…ベース、9a…表面、10a,10b…配線部、15…カバーレイ(被覆層)、15a…配線部間カバーレイ(被覆層)。

Claims (4)

  1. 所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
    前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
    前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
    前記電気機械変換素子に導電性接着剤で電気的に接続され、前記電気機械変換素子に駆動信号を伝送するプリント基板と、を備え、
    前記電気機械変換素子は、前記伸縮方向と前記プリント基板の表面とが平行になるように該表面上に配置され、
    前記電気機械変換素子が配置された部分の前記プリント基板の前記伸縮方向の幅は、前記電気機械変換素子の最も縮んだ際の前記伸縮方向の長さより短いことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の他端に取り付けられた錘部材をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
  3. 前記プリント基板は、ベースと、前記ベースの表面に設けられ前記伸縮方向と交差する方向に対向する一対の配線部と、前記配線部を覆うように設けられた被覆層と、を有し、
    前記被覆層は、前記導電性接着剤が配置される領域が除去されていると共に、前記電気機械変換素子と前記ベースとの間にて前記一対の配線部に架け渡された部分を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の駆動装置。
  4. 前記被駆動体は、レンズ枠とレンズとを含んで構成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の駆動装置。
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